مركبات تعتمد على الترايازين وتطبيقها في أنظمة مثبطات اللهب المنتفخة الخالية من الهالوجين
الترايازين هي فئة من المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين، وتشمل الأيزومرات الثلاثة التالية: 1،3،5-ترايازين، 1،2،4-ترايازين، و1،2،3-ترايازين. من بين هذه المركبات، يعتبر 1،3،5-ترايازين هو الأكثر شيوعًا. تندرج مركبات مثل الميلامين وسيانات الميلامين ضمن فئة المركبات التي تعتمد على الترايازين. اكتسبت فعالية المركبات التي تعتمد على الترايازين في تثبيط اللهب اعترافًا في السوق وأصبحت محورًا رئيسيًا للبحث في السنوات الأخيرة.
المركبات التي تعتمد على الترايازين غنية بهياكل الكربون الثلاثية، مما يوفر خصائص ممتازة لتكوين الفحم. وهي مستقرة كيميائيًا، وتتحلل فقط عند تسخينها فوق 150 درجة مئوية في حمض الكبريتيك المركز. وباعتبارها بوليمرات أولية للعديد من القليلات والبوليمرات، يمكن تصنيعها بسهولة في مركبات ذات أوزان جزيئية عالية نسبيًا، بما يتماشى مع اتجاه تطوير تكنولوجيا مثبطات اللهب الجزيئية الكبيرة.
تشمل مثبطات اللهب التي تعتمد على الترايازين الميلامين (MEL) وأملاحه، وسيانات الميلامين (MCA) ومشتقاته، بالإضافة إلى حمض السيانوريك ومشتقاته. تركز هذه المقالة على المركبات الجديدة التي تعتمد على الترايازين وتطبيقها في أنظمة مثبطات اللهب المنتفخة (IFR) الخالية من الهالوجين.
باستخدام مزيج من زيت الألكان الحلقي المعدل بـ SEBS والبولي بروبيلين (O-SEBS/PP) كمصفوفة، تم صياغة مثبط لهب منتفخ عن طريق الجمع بين عامل تكوين الفحم الرغوي (CFA) القائم على الترايازين، وفوسفات الأمونيوم متعدد (APP)، وSiO₂ لتثبيط اللهب لنظام O-SEBS/PP. كان نظام IFR وحده غير كافٍ لمعالجة مثبطات اللهب لمواد O-SEBS/PP. حقق نظام O-SEBS/PP/IFR مع إضافة 35% وزني من IFR فقط تصنيف UL94 V-1 (سمك 1.6 مم). عندما تم دمج IFR مع هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP) بنسبة كتلة 8:1 لتثبيط اللهب لـ O-SEBS/PP، حققت مادة O-SEBS/PP/FR بمحتوى إضافي إجمالي قدره 28% وزني وسمك 1.6 مم تصنيف UL94 V-0. تم تخفيض معلمات مثل معدل إطلاق الحرارة القصوى (PHRR) وإجمالي إطلاق الحرارة (THR) بشكل كبير.
تشير النتائج إلى أن مركبات O-SEBS/PP صعبة بطبيعتها في تثبيط اللهب، ويظهر IFR وحده كفاءة منخفضة لهذا النظام.
لتحسين كفاءة مثبط اللهب لـ IFR في هذا النظام، تم إدخال هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP). احتوى مركب O-SEBS/PP المثبط للهب على ما يقرب من 69% من راتنج المصفوفة، ويتكون من 46% SEBS (مع تمديد الزيت بنسبة 50%) و23% PP. كان إجمالي محتوى مادة الإضافة المثبطة للهب (IFR + AHP) 30%. ضمن هذا، تم الحفاظ على نسبة الكتلة بين CFA و APP عند 1:4، وكانت إضافة SiO₂ تمثل 5% من كتلة IFR، والباقي يتألف من نسب كتلة مختلفة من AHP و IFR. تمت إضافة مضاد الأكسدة 1010 وستيرات الزنك كل منهما بنسبة 0.5%.
تُظهر البيانات المتعلقة بأداء مثبطات اللهب لمركبات O-SEBS/PP بنسب كتلة AHP:IFR مختلفة أنه مع زيادة نسبة IFR، يزداد مؤشر الأكسجين المحدد (LOI) للمادة أولاً ثم يتناقص. اجتازت جميع التركيبات تصنيف UL94 V-0 (1.6 مم). عندما كانت نسبة الكتلة بين AHP و IFR هي 1:8، حقق المركب أعلى قيمة LOI بلغت 34.8% ووقت احتراق رأسي قدره 1.5 ثانية، مما يشير إلى أن هذه هي النسبة المثلى بين AHP و IFR.